汽車EPS技術(shù)功用與基本故障排除步驟

潘海波

（江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院徐州經(jīng)貿(mào)分院，江蘇 徐州 221004）

汽車EPS技術(shù)功用與基本故障排除步驟

潘海波

（江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院徐州經(jīng)貿(mào)分院，江蘇 徐州 221004）

普通轎車傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)主要使用液壓式轉(zhuǎn)向助力。是通過轉(zhuǎn)向油泵給整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力，最后通過轉(zhuǎn)向動(dòng)力缸將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，來給轉(zhuǎn)向系統(tǒng)提供助理。液壓轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng)缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，助力效果不能根據(jù)具體車況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，由于是液壓系統(tǒng)容易出現(xiàn)漏油等故障。EPS系統(tǒng)是利用現(xiàn)代電控技術(shù)利用電動(dòng)機(jī)將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，從而對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行助力，減輕駕駛員的工作強(qiáng)度。并能根據(jù)各種傳感器采集汽車目前車況，合理控制電機(jī)動(dòng)力，達(dá)到比較理想的轉(zhuǎn)向助力效果。比較液壓式助力，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，檢修方便，可以利用先進(jìn)的解碼器進(jìn)行檢測(cè)。

轉(zhuǎn)向助力；EPS；電控技術(shù)；解碼器

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.12.076

CLC NO.: U472.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)12-221-02

1、EPS系統(tǒng)概述

EPS（Electric Power-assistant Steering，以下簡(jiǎn)稱EPS）系統(tǒng)，是指利用EPS電機(jī)提供轉(zhuǎn)向動(dòng)力，輔助駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向操作的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。該系統(tǒng)和其他控制系統(tǒng)一樣，是由傳感器（扭矩轉(zhuǎn)角傳感器、車速傳感器）、控制器（EPS電子控制單元）、執(zhí)行器（EPS電機(jī)）以及相關(guān)機(jī)械部件組成。

2、EPS系統(tǒng)的功能

EPS系統(tǒng)是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將最新的電子技術(shù)和高性能的電機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用于汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。EPS系統(tǒng)在原有汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，改造并且增加了以下幾個(gè)部分：EPS電子控制單元、扭矩及轉(zhuǎn)角傳感器、EPS電機(jī)等。系統(tǒng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，取代了傳統(tǒng)機(jī)械液壓機(jī)構(gòu)。它能夠在各種環(huán)境下給駕駛員提供實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)向盤助力。

2.1 助力控制功能

EPS的助力特性屬于車速感應(yīng)型，即在同一轉(zhuǎn)向盤力矩輸入下，電機(jī)的目標(biāo)電流隨車速的變化而變化，能較好地兼顧輕便性與路感的要求。EPS的助力特性采用分段型助力特性。EPS電機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)向盤偏離方向施加助力轉(zhuǎn)矩。以保證低速時(shí)轉(zhuǎn)向輕便，高速時(shí)操作穩(wěn)定并獲得較好的路感。

2.2 回正控制功能

轉(zhuǎn)向時(shí)，由于轉(zhuǎn)向輪主銷后傾角和主銷內(nèi)傾角的存在，使得轉(zhuǎn)向輪具有自動(dòng)回正的作用。EPS系統(tǒng)在機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，增加了EPS電機(jī)和減速機(jī)構(gòu)。EPS系統(tǒng)通過EPS電子控制單元對(duì)EPS電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)向回正控制，與前輪定位產(chǎn)生的回正力矩一起進(jìn)行車輛的轉(zhuǎn)向回正動(dòng)作，使轉(zhuǎn)向盤迅速回正,抑制轉(zhuǎn)向盤振蕩，保持路感，提高轉(zhuǎn)向靈敏性和穩(wěn)定性，優(yōu)化轉(zhuǎn)向回正特性，縮短了收斂時(shí)間?；卣刂仆ㄟ^調(diào)整回正補(bǔ)償電流，進(jìn)而產(chǎn)生回正作用轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩沿某一方向使轉(zhuǎn)向輪返回到中間位置。

2.3 阻尼控制功能

車輛高速行駛時(shí)，通過控制阻尼補(bǔ)償電流進(jìn)行阻尼控制，增強(qiáng)駕駛員路感，改善車輛高速行駛情況下轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性。

3、EPS系統(tǒng)工作原理

EPS系統(tǒng)通常由以下幾部分組成：（a）扭矩及轉(zhuǎn)角傳感器、（b）車速傳感器、（c）EPS電子控制單元、（d）EPS電機(jī)、（e）相關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)。EPS系統(tǒng)由EPS電機(jī)提供助力，助力大小由EPS電子控制單元實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)與控制。根據(jù)車速的不同提供不同的助力，改善汽車的轉(zhuǎn)向特性，減輕停車泊位和低速行駛時(shí)的操縱力，提高高速行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定性，進(jìn)而提高了汽車的主動(dòng)安全性。

汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，扭矩及轉(zhuǎn)角傳感器把檢測(cè)到的扭矩及角度信號(hào)的大小、方向經(jīng)處理后傳給EPS電子控制單元，EPS電子控制單元同時(shí)接收車速傳感器檢測(cè)到的車速信號(hào)，然后根據(jù)車速傳感器和扭矩及轉(zhuǎn)角傳感器的信號(hào)決定電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和助力扭矩的大小。同時(shí)電流傳感器檢測(cè)電路的電流，對(duì)驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施監(jiān)控，最后由驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，實(shí)施助力轉(zhuǎn)向。其工作原理如圖1所示。

圖1 EPS系統(tǒng)工作原理

4、EPS檢修注意事項(xiàng)

配備有空氣囊（SRS）的EPS系統(tǒng)，包括前排雙空氣囊、側(cè)空氣囊和側(cè)安全氣簾。如果不按正確的次序操作，可能會(huì)引起空氣囊在維修過程中意外打開，并導(dǎo)致嚴(yán)重的事故。故維修之前（包括零件的拆卸或安裝、檢查或更換），一定要閱讀空氣囊系統(tǒng)的注意事項(xiàng)。

電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)帶有主動(dòng)回正控制功能及遙控駕駛功能，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（齒輪齒條式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器總成等)經(jīng)過拆換后，需重新進(jìn)行車輛四輪定位，并標(biāo)定扭矩轉(zhuǎn)角信號(hào)，同時(shí)標(biāo)定ESP轉(zhuǎn)角信號(hào)。標(biāo)定扭矩、轉(zhuǎn)角以后，車輛重新上ON檔電源清除殘留故障碼。

需要注意：轉(zhuǎn)角信號(hào)標(biāo)定前，禁止進(jìn)行遙控駕駛操作，否則可能會(huì)引起嚴(yán)重?fù)p壞故障；用診斷儀進(jìn)行標(biāo)定操作時(shí)，把手離開轉(zhuǎn)向盤，轉(zhuǎn)向盤不能受外在力的影響，否則可能會(huì)引起嚴(yán)重?fù)p壞故障。

拆卸或重新安裝電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器總成時(shí)：

①避免撞擊電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器總成，特別是傳感器，EPS電子控制單元，EPS電機(jī)和減速機(jī)構(gòu)。如果電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器總成跌落或遭受嚴(yán)重沖擊，需要更換一個(gè)新的總成。

②移動(dòng)動(dòng)助力轉(zhuǎn)向器總成時(shí)，請(qǐng)勿拉拽線束。

③在從轉(zhuǎn)向器上斷開轉(zhuǎn)向管柱或者中間軸之前，車輪應(yīng)該保持在正前方向，車輛處于斷電狀態(tài)，否則，會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)向管柱上的時(shí)鐘彈簧偏離中心位置，從而損壞時(shí)鐘彈簧。

④斷開轉(zhuǎn)向管柱或者中間軸之前，車輛處于斷電狀態(tài)。斷開上述部件后，不要移動(dòng)車輪。不遵循這些程序會(huì)使某些部件在安裝過程中定位不準(zhǔn)。

⑤轉(zhuǎn)向盤打到極限位置的持續(xù)時(shí)間不要超過5秒鐘，否則可能會(huì)損壞助力電機(jī)。

5、故障排除表

故障排除表有助于找到故障的原因，表中數(shù)字表明了引起故障的可能順序，請(qǐng)按順序檢查每一個(gè)零件。必要時(shí)，請(qǐng)修理或更換有故障的零件或進(jìn)行調(diào)整。

轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障排除如表1所示。

表1 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障排查表

[1] 季學(xué)武.EPS系統(tǒng)性能試驗(yàn)研究[J].江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2004年02期.

[2] 卓敏.汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向技術(shù)分析[J].機(jī)電工程技術(shù).2002年05期.

[3] 林逸.電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)向性能的客觀評(píng)價(jià)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào).2003年04期.

[4] 劉峰.EPS實(shí)車試驗(yàn)輔助測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].車輛與動(dòng)力技術(shù). 2008年02期.

Auto EPS technical functions and basic troubleshooting steps

Pan Haibo
(JiangSu XuZhou Higher Vocational School of Economics & Trading, Jiangsu Xuzhou 221004)

The traditional steering power assist system mainly uses hydraulic power steering system. Is through the steering pump to provide power to the entire hydraulic system, and finally through the steering power cylinder will be converted to mechanical energy to mechanical energy, to provide assistant to the steering system. The hydraulic steering system disadvantage is the complicated structure, boosting effect can not be adjusted in real time according to the specific condition, because it is prone to oil leakage fault of hydraulic system. EPS system is the use of modern electronic control technology, the electric motor will be converted into mechanical energy, so as to assist the steering system to reduce the driver's work intensity. According to the collection vehicles of various sensors at present condition, the reasonable control of motor power steering, achieve ideal effect. Compared with the hydraulic power, the structure is relatively simple, convenient maintenance, can use the advanced decoder for detection.

Steering booster; EPS; electronic control technology; decoder

U472.4

A

1671-7988 (2016)12-221-02

潘海波，就職于江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院徐州經(jīng)貿(mào)分院。